Evolução da Informática
SUMÁRIO
1.INTRODUÇÃO
2.DO ÁBACO AO COMPUTADOR
3.PERIFÉRICOS
3.1 Entradas e Saídas
3.2 Tipos de Dispositivos
4. CONCLUSÃO
5.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. INTRODUÇÃO
Não será fácil encontrar na história situações de avanços tecnológicos, como se pode presenciar neste últimos cinqüenta anos, a aceleração tecnológica e os avanços nas comunicações sem precedentes.
Diante de tantas facilidades, podemos afirmar que num futuro bem próximo os computadores serão parte integrante de nossas vidas, como qualquer outro objeto, extremamente indispensável em nosso dia a dia.
2. DO ÁBACO AO COMPUTADOR
Historicamente, o mais importante e antigo instrumento de computação é o ábaco que foi conhecido e extremamente usado há mais de 2000 anos. É uma prateleira de madeira que segura arames paralelos nos quais são amarradas as contas.
Quando estas contas são manipuladas, de acordo com as regras de "programação" , podem ser executadas as operações de aritmética comuns.
O ábaco era tão eficiente que logo se propagou por toda parte, e em alguns países é usado até hoje.
Blaise Pascal, matemático, físico e filósofo francês, é amplamente creditado por ter construído a primeira calculadora mecânica em 1642. Ela apenas executou adições de números, introduzidos por meio de discos. A calculadora trabalhava perfeitamente, ela transferia os números da coluna de unidades para a coluna de dezenas por um dispositivo semelhante a um velocímetro do automóvel. Pascal chamou sua invenção de Pascalina.
Enquanto Tomas of Colmar estava desenvolvendo a calculadora de mesa uma série de desenvolvimentos muito notáveis em computadores foi iniciado em Cambridge, Inglaterra, por Charles Babbage, ele percebeu que aqueles cálculos muito longos, especialmente as tabelas matemáticas, faziam parte da rotina e eram repetidas regularmente, disto ele imaginou que deve ser possível fazer estas operações automaticamente.
Em 1822, Babbage apresentou a Sociedade Real de Astronomia o primeiro modelo de uma "máquina de diferença", capaz de fazer cálculos necessários para elaborar uma tabela de logaritmos. O nome da máquina foi derivado de uma técnica de matemática abstrata, o método das diferenças. Com a ajuda do governo britânico, Charles Babbage continuou a trabalhar no aperfeiçoamento da máquina.
Com Ada Lovelace, filha de Lord Byron, iniciou um projeto mais ambicioso para construir uma "máquina analítica".
Foi projetada para calcular valores de funções matemáticas bem mais complexas que as funções logarítmicas. A máquina era enorme, demostrava inúmeros problemas e simplesmente não funcionava. Grande parte da arquitetura lógica e da estrutura dos computadores atuais provém dos projetos de Charles Babbage, que é lembrado como um dos fundadores da computação moderna.
Charles Babbage, considerado o pai do computador atual, construiu em 1830 o primeiro computador do mundo, cem anos antes de se tornar realidade. O projeto de Babbage apresentava desvantagens; uma delas era o fato de que o seu computador deveria ser mecânico, e a outra era a precariedade da engenharia da época. Apesar dos problemas, Charles Babbage construiu um aparelho que impressionou o governo inglês.
Só por volta de 1936, as idéias de Babbage foram comprovadas, quando um jovem matemático de Cambridge, Alan Turing, publicou um artigo, pouco conhecido, On computable numbers. O nome de Turing é quase desconhecido para o público, mas sua contribuição foi fundamental para o desenvolvimento de idéias que ocorreriam antes do computador propriamente dito tornar-se realidade. Os cientistas admitiam que a matemática não era uma arte misteriosa, e sim uma ciência inteiramente relacionada com regras lógicas. Se uma máquina recebesse essas regras e o problema a ser solucionado, ela seria capaz de resolve-lo. No entanto, os esforços dos mais competentes matemáticos foram inúteis para desenvolver tal máquina. Turing decidiu examinar o impasse de outra maneira.
Verificou os tipos de problemas que uma máquina poderia resolver seguindo regras lógicas, e tentou fazer uma lista de todos eles. Turing liderou uma equipe de pesquisa na Inglaterra e desenvolveu a mais secreta invenção da Segunda Guerra Mundial, o Colossus, o primeiro computador eletromecânico do mundo, que pode decifrar os códigos alemães de mensagens "Enigma", durante a guerra.
Depois da guerra, Turing colaborou no projeto do primeiro computador dos Estados Unidos, o Eniac (Eletrical Numerical Integrator and Calculator), desenvolvido na Universidade da Pensilvânia desde 1943. Ainda imperfeito, era composto de 18000 válvulas, 15000 relés e emitia o equivalente a 200 quilowatts de calor. Essa enorme máquina foi alojada em uma sala de 9m por 30m. Só que para cada problema diferente, os engenheiros tinham que refazer todas as conexões.
O desenvolvimento do computador continuou, mas só com a invenção do transistor de silício, em 1947, tornou-se possível aumentar a velocidade das operações na computação.
Em meados dos anos 60, considerando uma evolução quase que natural da tecnologia dos transistores e da necessidade cada vez maior de miniaturização e economia de custos dos circuitos eletrônicos, surgiram os circuitos integrados.
O primeiro protótipo real do que viria a ser um circuito integrado, foi desenvolvido por Jack Kilby, em 1958, enquanto trabalhava para a Texas Instruments. Tal dispositivo surgiu como uma alternativa a um esquema de miniaturização proposto para o exército americano. Este proto-chip media um centímetro de comprimento e continha apenas cinco componentes interligados uns aos outros por fios. O grande mérito de Kilby, foi ter provado que era possível construir componentes, o desenvolvimento de um circuito em um único chip levou à construção de múltiplos circuitos em um só chip; e o resultado inevitável da colocação de vários chips juntos foi o começo do microprocessador.
Apesar de pouca semelhança entre a tecnologia do microchip e os diversos projetos de Babbage, Ada Lovelace e o Colossus de Turing, a "arquitetura" prática criada por Charles Babbage ainda é utilizada nos microprocessadores atuais. E a teoria matemática de Turing, que possibilitou tudo isso, ainda não foi superada.
A indústria dos computadores pessoais (PC), teve seu início em 1971 com a fabricação do primeiro microprocessador, o Intel 4004. Porém a indústria decolou somente em 1975 com Altair 8800, da MITS. Pelos padrões atuais, este kit inicial desenvolvido por Ed Roberts, líder da MITS, era bastante limitado. O kit tinha como base o microprocessador 8080 da Intel e possuía apenas 250 bytes de memória. Com um preço bem acessível, US$397, o Altair foi o primeiro computador pessoal disponível em grande escala para o público em geral.
A união de Paul Allen, um jovem programador, com um calouro da Universidade de Harvard chamado Bill Gates originou uma versão do Basic para o Altair. Mais tarde surgiria a Microsoft.
No ano de 1977 ocorreu uma explosão de interesse pelos computadores pessoais e a introdução de uma sucessão de máquinas: Commodore Pet, Radio Shack TRS-80 e Apple II, de Steve Wozniak e Steve Jobs. O Apple II desenvolveu-se rapidamente com uma econômica unidade de disco flexível e a primeira planilha eletrônica, o VisiCalc.
O restante da década viu passar vários projetos diferentes como o Vic-20 e o 64, da Commodore, a série 400 da Atari, e o TI-99, da Texas Intruments. O ramo de software começou a crescer, com a rápida aparição de uma variedade de linguagens de programação.
Em agosto de 1980, engenheiros da IBM fizeram a demonstração de um protótipo do computador pessoal chamado Acorn, com um microprocessador 8088, uma versão do chip com barramento de 8 bits e estrutura interna de 16 bits.
A Microsoft assinou contrato com a IBM para o fornecimento do Basic, mais tarde também um sistema operacional chamado PC-DOS. Então em 12 de agosto de 1981 a IBM apresentou o IBM Personal Computer.
Em 1982, o PC original trazia um processador Intel 8088 de 4,7MHz, inicialmente a máquina vinha com 16Kb de RAM. Embora o PC fosse capaz de exibir gráficos, era necessário comprar uma placa de vídeo opcional para isto, já que a máquina possuía uma placa monocromática.
As limitações técnicas do PC original foi o trampolim para o desenvolvimento de outras companhias, sendo que as principais representantes da época incluíam a Tecmar, a Quadram e a AST.
Na área de software, as opções também aumentaram rapidamente, PC-DOS, CP/M-86 e UCSD p-System, todos sistemas operacionais. Quando o PC foi lançado, a IBM anunciou diversos aplicativos, incluindo o VisiCalc, o processador de textos chamado EasyWriter e o Microsoft Adventure. Embora o EasyWriter tenha sido o primeiro, produtos mais capacitados, incluindo WordStar, MultiMate e, mais tarde, o WordPerfect, fizeram com que ele desaparecesse nos anos seguintes.
Em termos de planilhas eletrônicas surgiu o Lotus 1-2-3, que enfrentou a concorrência de programas como o Context MBA, porém o 1-2-3 assumiu a liderança do mercado do PC. Assim o VisiCalc havia sido o "aplicativo definitivo" para o Apple II e o Lotus 1-2-3 representou o mesmo para o IBM PC.
Em meados de 1983, a guerra da compatibilidade com o DOS foi sendo resolvida e a partir daí o padrão PC realmente começou a se estabelecer.
Em 1982 era formada a Compaq Computer Corp. para criar um verdadeiro portátil compatível com IBM, que começou a ser comercializado em maio de 1983. Nos anos seguintes, o campo dos portáteis se tornaria mais populoso à medida que crescia a concorrência entre diversas companhias, como a Data General Texas Instruments, Toshiba, Nec e Compaq.
A Compaq lançou seu primeiro PC de mesa, o Deskpro, em julho de 1984. No mesmo ano a IBM tentou implantar o PCjr, conhecido por seu teclado sem fio com teclas minúsculas, foi um total fracasso. Porém, a IBM obteve mais sucesso em agosto, com o lançamento do PC AT. Baseado no processador 80286 da Intel, o AT possuía 256 Kb de RAM. Vários padrões importantes surgiram juntamente com o AT, especialmente o barramento de expansão de 16 bits, ou o padrão de vídeo EGA, com resolução de 640 por 350 em 16 cores.
No mesmo período a IBM e a Microsoft introduziram o DOS 3.0 e a IBM lançou o TopView, sistema que permitia a visualização de vários aplicativos simultaneamente. Também nesse período, a HP lançou a primeira impressora a laser.
No início dos anos 80, o Commodore 64 e a série 800 da Atari ainda eram populares, mais seus dias estariam contados, embora viessem a ressurgir como máquinas de jogos criadas pala Nintendo e Sega.
A Apple continuava seu sucesso com a família Apple II. A companhia fracassou, porém, com a introdução do Apple III e com o Lisa. O Lisa foi a primeira tentativa de popularizar a combinação de mouse, janelas, ícones e interface gráfica, porém, seu alto preço não atraiu o mercado.
No início de 1984 é lançado o Apple Macintosh, que oferecia mais que um prompt de DOS, ele apresentava várias janelas, menus suspensos e mouse.
A Compaq e a Advanced Logic Research introduziram, em setembro de 1986 os primeiros PCs baseados na tecnologia 386.
No período compreendido entre 1984-1986, houve uma queda nas vendas de PCs e grande parte da imprensa esperava o PC II da IBM e pelo "novo DOS".
O mundo do PC estava pronto para algo novo, o que realmente aconteceu em setembro de 1987, com o lançamento das primeiras máquinas PS/2 da IBM, que eram disponíveis do modelo 30 (processador Intel 8086 e 8 MHz) até a versão 80 (primeira máquina da IBM baseada em 386). Mesmo sendo a HP e a Apple responsáveis pela apresentação das primeiras unidades de disco flexível 3,5 polegadas, o PS/2 fez delas um padrão. Outra inovação do PS/2 era a resolução de vídeo com o novo padrão Vídeo Graphics Array (VGA).
O PS/2 era um grande sucesso porém, sua evidência seria um pouco ofuscada após o anúncio do novo sistema operacional desenvolvido pela IBM e Microsoft: o OS/2. Esse sistema operacional tinha duas versões, a 1.0 (1987) e 1.1 (1988).
Finalmente em 1987 seria lançado o Windows 2.0, que melhorava a interface com o usuário. Porém, um pouco adiante o Windows seria dividido em 286 e 386, sendo que o último adicionava capacidades multitarefa, execução de aplicativos em máquinas virtuais e suporte a até 16 Mb de memória. Iniciaria, portanto, a rivalidade entre o Windows e o OS/2.
Os softwares para Windows começavam a surgir, sendo que um processador de textos só chegaria no final de 1989, com o lançamento do AmiPro, e a primeira versão do Word. Entretanto, os aplicativos para OS/2 demoravam a surgir.
A era do 286 havia terminado no final de 1988, logo após a introdução no mercado do 386 SX da Intel. Mais tarde surgiria o 386 original renomeado como 386 DX. Porém, em abril de 1989, a Intel apareceu com seus processadores 486.
O mundo da computação descobriu, enfim, em maio de 1990 seu padrão, o Windows 3.0 da Microsoft. Mesmo com o lançamento do Windows 3.0, o OS/2 e o OS/2 2.0 (1992) não passavam desapercebidos. Neste momento já estava presente no mercado o Windows NT.
No início de 1991, a IBM e a Microsoft finalmente separaram suas estratégias. Mais tarde, a Microsoft transforma seu antigo OS/2 3.0 no Windows NT 3.1, concorrendo diretamente com o OS/2 da IBM. No final de 1991 a Microsoft apresenta ao público o Windows 3.1, fixando-se ainda mais como padrão e aumentando a liderança da Microsoft na definição das especificações multimídia.
A Microsoft viria a dominar outras áreas na computação neste mesmo período. Visual Basic e Visual C++ superaram a concorrência da Borland em termos de linguagem de programação. Além disso, os aplicativos da Microsoft, liderados pelo pacote Office, contendo o Word, Excel, Power Point e, mais tarde o Access tomaram grande parte do mercado de programas aplicativos.
Em março de 1993, a Intel apresentou seu processador Pentium de 60 MHz, no mesmo período os discos rígidos ficavam cada vez maiores e mais velozes, bem como a tecnologia de exibição gráfica, que progrediu muito. No lado do software, chegava ao mercado o SQL, e companhias como a Oracle e a Sybase começavam a ter como alvo os desenvolvedores para PC. O correio eletrônico (e-mail) era aceito no cotidiano das corporações com produtos como o cc:Mail.
Em 1994, a Microsoft e a Intel já estavam na liderança da indústria do PC. O Windows se estabelecia como padrão para aplicativos e as redes estavam definitivamente no mercado comum.
Estudantes da Universidade de Illinois, Mark Andressen, Eric Bina e outros que trabalhavam para o National Center for Supercomputing Applications (NCSA), desenvolveram o Mosaic, uma ferramenta utilizada para paginar a Internet, no início de 1995.
A Internet, é claro, já existia há muitos anos, desde o início dos anos 60, quando o Órgão de Defesa de Projetos de Pesquisa Avançada (DARPA), do Pentágono, estabeleceu conexões com muitos computadores de universidades.
Neste período a Internet crescia, e o governo transferiu seu controle para os sites individuais e comitês técnicos. Em 1990, Tim Berners-Lee criou a Linguagem de Marcação de Hipertexto (HTML), uma maneira simples de ligar informações entre sites da Internet. Isto por sua vez, gerou a World Wide Web (www).
Logo, novas versões de paginadores da Web surgiram, como o Netscape Navigator da Netscape Corp., companhia formada por Andressen e Jim Clark, sendo este um dos fundadores da Silicon Graphics.
A grande euforia em torno da World Wide Web quase obscureceu o maior anúncio da Microsoft deste período: o Windows 95. Menos de um ano mais tarde era lançado o Windows NT 4.0, que possuía a mesma interface com o usuário e executava a maioria dos mesmos aplicativos, utilizando interfaces de programação Win 32.
Ainda hoje existe um grande espaço para avanços nos sistemas operacionais. A importância dada pelos desenvolvedores de software sobre as linguagens orientadas a objetos tem como intuito um sistema operacional mais orientado a objetos. Num projeto como este, dados e aplicativos deveriam ser divididos, para que os usuários pudessem trabalhar com os dados independentemente dos aplicativos individuais.
O Java, da Sun Microsystems, que começou sua vida como variação do C++ projetada para uso na Internet, tem a evidência entre as linguagens de programação.
No início de 1997, houve o lançamento do MMX, o primeiro grande avanço desde o 386. A tecnologia MMX é utilizada para melhorar o desempenho multimídia e jogos. Ao mesmo tempo, outros tipos de hardware continuam evoluindo. Placas de vídeo adicionam capacidades em 3D, discos rígidos seguem maiores e mais velozes. As unidades de CD-ROM aumentam suas velocidades, porém, a capacidade de 660 Mb se apresentava muitas vezes insuficiente, então surgiu o DVD, que permite um mínimo de 4,7 Gb de armazenamento.
Portanto, devemos aguardar as novas tecnologias que possam superar as atuais.
3 PERIFÉRICOS
Periférico por definição é todo equipamento interligado à CPU através de ligação mecânica ou por cabo. Eles são classificados em três classes.
3.1 Entradas e Saídas
Conforme vimos no capítulo relativo a componentes, o usuário se comunica com o núcleo do computador (composto por UCP e memória principal) através de dispositivos de entrada e saída (dispositivos de E/S ou I/O devices). Os tópicos a seguir vão analisar como funcionam os dispositivos de entrada e saída e como se faz a comunicação entre eles e o núcleo do computador.
Os dispositivos de entrada e saída tem como funções básicas:
a. A comunicação do usuário com o computador
b. A comunicação do computador com o meio ambiente (dispositivos externos a serem monitorados ou controlados)
c. Armazenamento (gravação) de dados.
As características que regem a comunicação de cada um dos dispositivos de E/S (entrada e saída) com o núcleo do computador (composto de UCP e memória principal) são muito diferentes entre si. Cada dispositivo de E/S se comunica com o núcleo de forma diversa do outro. Entre outras diferenças, os dispositivos de entrada e saída são muito mais lentos que o computador, característica essa que impõe restrições à comunicação, de vez que o computador precisaria esperar muito tempo pela resposta do dispositivo. Outra diferença fundamental diz respeito às características das ligações dos sinais dos dispositivos.
Os primeiros computadores, especialmente os de pequeno porte, eram muito lentos e os problemas de diferença de velocidade eram resolvidos sem dificuldade e não representavam problema importante. Dessa forma, a ligação dos dispositivos de E/S era feita através de circuitos simples (as interfaces) que apenas resolviam os aspectos de compatibilização de sinais elétricos entre os dispositivos de E/S e a UCP. Os aspectos relativos a diferenças de velocidade (especialmente tempo de acesso e throughput) eram resolvidas por programa (isto é, por software).
Entre esses componentes, trafegam informações relativas a dados, endereços e controle.
3.2 Tipos de Dispositivos
Os dispositivos de ENTRADA são entre outros:
As funções desses dispositivos são coletar informações e introduzir as informações na máquina, converter informações do homem para a máquina e vice-versa, e recuperar informações dos dispositivos de armazenamento.
Os dispositivos de SAÍDA são entre outros:
As funções desses dispositivos são exibir ou imprimir os resultados do processamento, ou ainda controlar dispositivos externos.
A UCP não se comunica diretamente com cada dispositivo de E/S e sim com "interfaces", de forma a compatibilizar as diferentes características. O processo de comunicação ("protocolo") é feito através de transferência de informações de controle, endereços e dados propriamente ditos. Inicialmente, a UCP interroga o dispositivo, enviando o endereço do dispositivo e um sinal dizendo se quer mandar ou receber dados através da interface. O periférico, reconhecendo seu endereço, responde quando está pronto para receber (ou enviar) os dados. A UCP então transfere (ou recebe) os dados através da interface, e o dispositivo responde confirmando que recebeu (ou transferiu) os dados (acknowledge ou ACK) ou que não recebeu os dados, neste caso solicitando retransmissão (not-acknowledge ou NAK).
As interfaces de entrada e saída são conhecidas por diversos nomes, dependendo do fabricante: Interface de E/S = Adaptador de Periférico, Controladora de E/S, Processador de Periférico, Canal de E/S Por exemplo, os computadores de grande porte da IBM chamam de "I/O channel". Na CDC, o nome é Peripheral Processor Unit ou PPU.
A compatibilização de velocidades é feita geralmente por programa, usando memórias temporárias na interface chamadas "buffers" que armazenam as informações conforme vão chegando da UCP e as libera para o dispositivo à medida que este as pode receber.
Entrada e Saída
a. Teclado
O teclado é um dispositivo de entrada de dados composto de um conjunto de teclas, associadas aos caracteres utilizados para escrita e para controle (letras, algarismos, sinais de pontuação, teclas de movimentação de cursor, teclas de função, etc.).
A parte visível do teclado é o conjunto de teclas. Por baixo das teclas, existe uma matriz de condutores que, quando uma tecla é pressionada, fecha contato entre dois de seu condutores, de forma que um processador (processador de teclado) possa identificar qual tecla foi pressionada. Uma vez identificada a tecla, esta informação é codificada e enviada para o processador principal do computador.
São utilizados mais usualmente dois códigos: ASCII (American Standard Code for Information Interchange), o mais utilizado, inclusive em microcomputadores, ou EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code), usado pela IBM em máquinas de grande porte.
A codificação é feita em duas fases:
1ª fase: identificação da tecla e interpretação pelo software de controle do teclado (parte da BIOS)
2ª fase: conversão do código identificador da tecla para ASCII ou EBCDIC
b. Monitor de Vídeo
O monitor de vídeo é um dispositivo de saída que utiliza uma tela semelhante à de TV como meio de visualização das informações processadas pelo computador. Também são utilizados monitores com tela de cristal líquido em microcomputadores portáteis (laptops, notebooks, hand-helds, etc.). A informação relativa à imagem que deve ser exibida é gerada no computador e transmitida (em formato digital, isto é, bits) para a interface de vídeo, onde os sinais analógicos de vídeo que vão formar a imagem propriamente dita são produzidos.
Os monitores em geral tem suas telas de imagem construídas a partir de um CRT - Tubo de Raios Catódicos (nos microcomputadores portáteis são geralmente usadas telas de cristal líquido).Cada ponto da imagem precisa ser "impresso" na tela. Isso é conseguido iluminando individualmente todos os pontos, um de cada vez, ponto por ponto, linha por linha, do início ao fim da tela, então de volta ao início e assim sucessivamente, ininterruptamente, sem parar. Como os pontos iluminados esmaecem após alguns instantes, o computador ( o processador) precisa ficar constantemente reenviando a mesma imagem (ou imagens modificadas) para a interface que por sua vez renova a informação de imagem ("refresca" a tela).
c. Tipos de Monitor - modo de exibição
Os monitores eram inicialmente utilizados para exibir apenas caracteres (modo caractere ou modo alfanumérico) em uma única cor (geralmente um fósforo verde, algumas vezes branco ou ainda laranja). Dessa forma, o que trafegava na interface entre computador e monitor eram apenas códigos em bits (geralmente ASCII) que representavam os caracteres que seriam exibidos. Na interface esses códigos digitais eram decodificados e transformados em sinais analógicos (sinais de vídeo) com os pontos que formariam cada caractere. Cada caractere possuía poucos atributos, podendo apenas destacar brilho, exibir piscante ("blink") e reverso. Cada caractere requer apenas 7 bits no código ASCII (ou 8 bits, no ASCII estendido) mais um bit para cada atributo (brilho normal x realçado, normal ou piscante, normal ou reverso).
Posteriormente, foram desenvolvidos monitores gráficos (pixel oriented) em cores. Nesses monitores, a imagem passou a ser constituída, não mais por caracteres de uma só cor que podiam ser tratados como códigos ASCII, mas agora por pontos individualmente produzidos e transmitidos para a tela e que vistos em conjunto formam a imagem gráfica. Cada um desses pontos (chamados pixels - picture elements) passou a ter diversos atributos, entre eles a cor. Cada cor exibida precisa ser identificada por um código, bem como pelos bits de atributo (um bit por atributo para cada ponto). Considerando apenas o atributo de cor, se tivermos 16 cores, serão necessários 16 = 24 códigos e portanto serão necessários 4 bits para identificá-las individualmente. Sendo 256 cores, serão 256 = 28 portanto 8 bits e assim por diante, até a chamada "true color" com 64 milhões = 232 cores exigindo 32 bits.
Também em termos de resolução (número de pontos de imagem por tela) as exigências cresceram muito. Quanto mais pixels maior resolução, mas também maior número de bits a serem transmitidos em cada tela. A quantidade de informações que passou a trafegar entre computador e monitor aumentou de forma extraordinária, exigindo novas soluções de projeto para evitar que a exibição de informações na tela se transformasse em um "gargalo" (bottleneck) para o desempenho do sistema. A solução para esse problema veio com o desenvolvimento de interfaces mais elaboradas, possibilitando maior taxa de transmissão de informações (throughput), bem como pela utilização de verdadeiros processadores de imagem (interfaces dotadas de memória local e de processadores especializados para processamento gráfico). Dessa forma, o computador passou a transmitir primitivas gráficas (informações codificadas que eram transformadas em imagem gráfica definida em pixels apenas no processador gráfico da interface). O processo de refresh também passou a ser atribuição somente do processador de vídeo, não havendo necessidade do processador principal (o processador do computador) reenviar uma imagem que não sofresse alterações. Mais ainda: o processo de envio das modificações de uma imagem passou a ser feito por diferença, isto é, o processador principal transmite apenas o que mudou e o processador de vídeo se encarrega de alterar a imagem de acordo.
De uma forma bastante simplificada, podemos calcular aproximadamente quantos bytes devem ser transferidos entre computador e interface para carregar uma determinada tela, pela seguinte expressão:
Modo caractere: n.º de colunas x n.º de linhas x n.º de bytes por caractere Modo gráfico: n.º de colunas x n.º de linhas x n.º de bytes por pixel No cálculo a seguir apresentado como exemplo, no número de bits por caractere ou por pixel foi considerado (por simplicidade) apenas o atributo cor. O padrão VGA possui diversos outros atributos, entre eles diversos "modos" que definem número de cores, modo alfanumérico ou gráfico, etc., que não serão considerados nessa discussão.
d. Impressoras
Impressoras são dispositivos de saída que tem por finalidade imprimir em papel ou filme plástico os resultados do processamento. Da mesma forma que os monitores, a imagem impressa é resultado de muitos pontos impressos individualmente que no conjunto formam o texto ou a imagem desejados. Também de forma semelhante aos monitores, as impressoras evoluíram a partir de dispositivos que imprimiam apenas caracteres em uma única cor para as modernas impressoras capazes de reproduzir imagens sofisticadas, de alta resolução gráfica, em milhares de cores.
Classificação:
Esses equipamentos recebem do computador códigos que representam caracteres alfanuméricos e portanto tem capacidade de imprimir apenas esses caracteres. Geralmente é possível usar apenas uma fonte gráfica, característica do equipamento. Algumas impressoras permitem trocar o dispositivo de impressão, viabilizando a utilização de um pequeno número de fontes gráficas.
Esses equipamentos recebem do computador a informação sobre os pontos a serem impressos. Dessa forma, podem imprimir gráficos. Na impressão de textos, os caracteres são impressos como pontos, que em determinada configuração formam a imagem gráfica do caractere a ser impresso. Quando se utiliza uma impressora gráfica para imprimir texto, existe a possibilidade de utilizar um grande número de diferentes fontes gráficas, definidas por software.
- Unidade de medida de velocidade: cps (caracteres por segundo)
- Impressoras de Caracteres
- baixa velocidade
- velocidade de impressão de 20 cps a 45 cps
- utilizam tecnologia derivada das máquinas de escrever - tinham preço relativamente acessível, mas hoje estão obsoletas usadas em sistemas de microcomputadores
Impressoras de Cadeia de Caracteres e Impressoras de Tambor
- maior velocidade de impressão
- imprime de 80 a 132 caracteres simultaneamente
- unidade de medida de velocidade: 1pm (linhas por minuto)
- usadas em ambientes de grande porte
- Unidade de medida de definição gráfica: dpi (dots per inch ou ppp - pontos por polegada)
- com 9 ou 24 agulhas (80 a 400 cps)
- baixa definição gráfica (até 300 dpi)
- baixa velocidade
- permitem uso de papel carbonado, viabilizando múltiplas cópias
- estão obsoletas, reduzidas hoje às aplicações que requerem múltiplas cópias
- média resolução gráfica (até cerca de 1200 dpi)
- baixa velocidade
- permite cartuchos de tinta de várias cores, viabilizando utilização de cor
- baixo custo
- Unidade de medida de velocidade: ppm (páginas por minuto)
- 4 a 7 ppm - impressoras de microcomputadores
- 20.000 ppm - impressoras de computadores de grande porte
- alta definição gráfica (de 600 até 4800 dpi)
- hoje já estão disponíveis modelos com recurso de cor.
e. Fita Magnética
Unidades de fita magnética são dispositivos de armazenamento de massa (isto é, usados para armazenar grandes volumes de informação). As unidades de fita são constituídas basicamente de um dispositivo de transporte (para a movimentação da fita) e das cabeças magnéticas (que executam a gravação e leitura das informações na fita), além da eletrônica de controle. A fita propriamente dita é uma fina superfície contínua feita em material plástico flexível, revestido de material magnetizável.
Unidades de Fita são dispositivos de acesso seqüencial. Essa é uma das principais razões para que as unidades de fita sejam muito lentas. As fitas magnéticas são usadas principalmente como meio de armazenamento off-line (para aplicação fora do processamento). Atualmente, utiliza-se discos magnéticos durante o processamento e a fita para armazenamento posterior de dados, geralmente para gerar cópias de segurança (cópias de back-up). Desta forma, elas não interagem com o processador durante a execução do programa, evitando o desperdício de tempo inerente à sua lentidão.
As maiores vantagens das fitas são o baixo custo e a portabilidade da mídia, proporcionando um baixo custo por byte armazenado. Em compensação, suas maiores desvantagens são a lentidão, a baixa confiabilidade da mídia e a pouca duração da gravação. O baixo custo por byte armazenado ainda mantém um mercado para utilização da fita hoje, embora venha sendo aceleradamente substituída por meios de armazenamento mais modernos, especialmente meios ótico-magnéticos.
Os comprimentos de fita mais utilizados são: 300, 600, 1200 e 2.400 pés.
Densidade pode ser definido como "quantos caracteres podem ser armazenados por unidade de comprimento da fita" e é medida em bpi (bytes por polegada). Por ex.: 800, 1.600 ou 6.250 bpi.
f. Discos Magnéticos
Discos magnéticos são dispositivos para armazenamento de dados (que independem de alimentação de energia e portanto permanecem gravados após ser desligado o computador, mas que podem, a critério do usuário, ser apagados ou alterados). Os discos magnéticos englobam os discos flexíveis ou disquetes ("floppy disks") e os discos rígidos.
Um disco magnético incorpora eletrônica de controle, motor para girar o disco, cabeças de leitura / gravação e o mecanismo para o posicionamento das cabeças, que são móveis. Os discos propriamente ditos são superfícies de formato circular, compostos de finos discos de alumínio ou vidro, revestidas de material magnetizável em ambas as faces.
Organização Física da Informação nos Discos
As informações são gravadas nos discos em "setores", distribuídos ao longo de "trilhas" concêntricas marcadas magneticamente como setores circulares no disco.
O processo de marcação magnética das trilhas e setores em um disco faz parte da "formatação" do disco. Esta formatação é dependente do sistema operacional que usará o disco. O sistema operacional DOS define que cada setor armazena 512 bytes.
Todas as trilhas armazenam o mesmo número de bytes; desta forma, os dados na trilha mais interna estarão gravados com maior densidade, pois o espaço físico é menor.
Discos Rígidos Selados Multi-Superfície
Os primeiros discos rígidos selados para microcomputadores foram projetados e construídos na fábrica da IBM localizada em Winchester. Alguns autores atribuem a isso o motivo deles terem sido apelidados de Winchester drivers (unidades de disco Winchester), denominação que perdurou por muito tempo, até que a tecnologia de construção dos discos mudou. Hoje estes discos são conhecidos na literatura apenas por "hard disks" ou HDs (em inglês, traduzindo-se literalmente por "discos rígidos").
Obs.: Há também autores que atribuem o nome a uma analogia com os famosos rifles 30/30 Winchester. A seguir é mostrado o primeiro disco rígido (RAMAC) de 5 Mb distribuídos em 50 pratos com diâmetro de 24", desenvolvido pela IBM em 1956, nos laboratórios de Almaden (CA), ao lado de um moderno HD IBM Seascape de 5 Gb com 2.5".
A construção em forma de unidade selada, com ar filtrado eliminando as partículas de pó, permitiu que as cabeças de leitura / gravação fossem posicionadas a uma distância ínfima em relação às superfícies magnetizadas do disco, de vez que a possibilidade de impurezas que se interpusessem entre a superfície e a cabeça e pudessem riscar o disco ou danificar a cabeça foi eliminada. A proximidade entre cabeça e superfície, bem como a grande uniformidade de superfície conseguida, possibilitaram obter uma grande densidade de gravação dos dados nos discos rígidos selados.
A utilização de atuadores eletromecânicos de alta precisão também permitiu reduzir o espaço entre trilhas. Os discos rígidos são pequenos e compactos, tem custo de armazenagem por Mbyte muito baixo e alto desempenho (alta taxa de transferência e pequeno tempo de acesso), oferecendo ainda segurança de armazenagem dos dados. Tudo isso permitiu a construção de discos rápidos e com alta capacidade.
Os discos rígidos atuais são construídos com muitas superfícies de gravação, montadas em torno de um eixo comum.
Os braços atuadores responsáveis pelo posicionamento das cabeças de leitura / gravação são montados em uma única estrutura, de forma que os braços se movem solidariamente.
Devido a esta conformação física, podemos verificar que, conforme uma determinada cabeça é posicionada sobre uma trilha, as demais cabeças estarão também posicionadas sobre as trilhas das outras superfícies que ficam localizadas à mesma distância do eixo central e portanto todas as trilhas localizadas a uma mesma distância do eixo central do disco poderão ser acessadas simultaneamente por todas as cabeças. Um conjunto de trilhas localizadas a uma mesma distância do eixo central pode ser visto especialmente como se fora um cilindro, e é assim que são chamados. Dessa forma, num disco de quatro cabeças (quatro faces) o cilindro 10 seria composto de todos os setores localizados na trilha 10 da face 1, na trilha 10 da face 2, na trilha 10 da face 3 e na trilha 10 da face 4. Os dados gravados no mesmo cilindro (na mesma trilha porém em superfícies diferentes) podem ser acessados (lidos ou gravados) sem que o braço atuador das cabeças de leitura / gravação tenha que ser movido (como vimos na discussão sobre tempo de acesso, esta operação é relativamente lenta!).
Discos Flexíveis
As unidades de discos flexíveis (floppy disks ou FDs) surgiram como uma solução para armazenamento de dados a baixo custo em microcomputadores e substituíram com grandes vantagens o armazenamento em fitas cassete que equipava os primeiros microcomputadores. Os discos flexíveis são feitos de poliester flexível e sua capacidade atual de armazenamento é geralmente de 1,44 Mbytes.
4. CONCLUSÃO
Há mais possibilidades de crescimento e criação de coisas novas quando se possui uma herança. A criatividade não se faz sobre o nada. Diante de tudo que acabamos de mostrar nos capítulos anteriores, devemos ressaltar que a busca por novas tecnologias não deve parar por aqui e que em um futuro bem próximo estaremos executando todas as atividades comuns de nosso dia a dia com o máximo de tecnologia.
Então, se você não tem muita facilidade para utilizar os computadores ou prefere dizer que não gosta de todo esse aparato, deve procurar se atualizar o mais breve possível, pois a tecnologia já chegou ao campo, lá sistemas de informática aumentam a produtividade e garantem o retorno de investimento, como os fundos investidos em agricultura. Hoje podemos assistir normalmente aos programas exibidos na teve através do nosso computador. Então devemos nos adaptar e tirar o máximo de proveito desta tecnologia a fim de vivermos melhor e com máximo de conforto que merecemos, neste e no próximo século.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
COMPUTAÇÃO
, Museu da, acesso via internet - culturaDARRIBA, Vanderson Soares, Introdução à Informática e MS-DOS, ed. Microcamp Ltda, 1997
INFORMÁTICA, Instituto Brasileiro de Pesquisa, Windows-Biblioteca Básica de Informática, ed. LMA, 1996
GATES, Bill , A estrada do futuro. São Paulo: Companhia das Letras, 1995